最小瓶頸生成樹 (MBST)


最小瓶頸生成樹是指一個無向圖,其最大權重儘可能小。

讓我們舉個例子來理解最小瓶頸生成樹。

在圖 I 中,我們觀察到有三種可能的生成樹具有公共邊 2,這意味著沒有其他樹的瓶頸值小於 2。因此,所有這些樹都驗證為最小瓶頸生成樹。

我們如何說最小生成樹是 MBST?

以下幾點可以幫助理解最小生成樹成為 MBST 的條件:

  • MBST 從技術上講不是最小生成樹。

  • 具有最大邊權重的最大邊是最小瓶頸生成樹。

  • 最小生成樹必須是 MBST。

  • MBST 的總權重大於最小生成樹。

在本文中,我們將深入瞭解最小瓶頸生成樹。

示例 1

設 G 為給定的矩形圖,並找到所有可能的生成樹。

現在我們必須找到生成樹的所有可能方式,例如:

我們看到有 4 種可能的生成樹,它們說明了給定無向圖的不同形式。透過完成所有這些生成,有一個生成樹的權重為 6。所有指定圖的生成樹都是最小瓶頸生成樹,因為它們都具有相同的瓶頸邊值。但是,只有兩個生成樹的總權重是最小的 (6),其餘的不是最小生成樹。

MBST(最小瓶頸生成樹)與 MST(最小生成樹)有什麼區別?

現在讓我們看以下三張圖片來理解 MST 和 MBST 之間的區別

以下幾點可以幫助理解所有這些生成圖:

  • 給定的圖 I 表示原始圖,總權重 (10+40+30+50+30+20) 為 180。

  • 為了找到圖的 MST,我們將圖分成兩個圖,即圖 II 和圖 III。

    圖 II 的最小權重 (10+30+30) 為 70。

    圖 III 的最小權重 (10+20+30) 為 60。

    因此,圖 III 的結果顯示了可能的最佳最小生成樹。

  • 圖 II 表示 MBST,而圖 III 表示 MST。

    因此,MST 必須是 MBST,而 MBST 並不總是被認為是 MST。

結論

我們探討了最小瓶頸生成樹的概念,它透過給出邊的最大權重以不同的形式表示圖。我們看到了兩個例子,它們使 MST 與 MBST 的對比更加清晰。MBST 的實際應用包括電信、供應鏈系統、供水網路等。

更新於:2023年5月10日

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